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申请/专利权人：华北电力大学

摘要：本发明公开了一种非晶合金高速外转子永磁电机，电机包括永磁外转子、非晶合金内定子和气隙。外转子采用三段Halbach阵列+组合磁极结构，磁极中间磁钢的最大磁能积比两边对称的同类型磁钢大，磁钢的厚度、空间角度、充磁角和矫顽力均经过优化得到，以保证电机空载气隙磁密的谐波畸变率最小，从而抑制永磁电机的力矩波动。内定子铁心为铁基非晶合金带材经叠压、线切割而成，以降低高频铁损；定子槽楔截面为异形结构，槽楔轴向方向上为截面的凸起高出槽口0.1‑0.2mm以及与槽口平齐的部分交替出现，以保护非晶合金定子铁心免受电机装配或拆卸时永磁外转子的磕碰。本发明的外转子高速永磁电机适合于高效、高速、平稳运行的场合。

主权项：1.一种非晶合金高速外转子永磁电机，其特征在于：包括永磁外转子和非晶合金内定子，所述永磁外转子与所述非晶合金内定子之间形成气隙，且所述永磁外转子与所述非晶合金内定子同轴设置；所述永磁外转子由外转子磁轭、永磁磁极和不导磁的磁钢护套组成，套筒型的所述永磁磁极安装在套筒型的所述外转子磁轭与套筒型的所述磁钢护套之间；所述非晶合金内定子包括定子轴、非晶合金定子铁心、内定子绕组和异形槽楔，截面圆环型的所述非晶合金定子铁心与圆柱形的所述定子轴同轴设置，且所述非晶合金定子铁心设置在所述定子轴的外侧，所述非晶合金定子铁心的外壁上均匀分布有若干防脱的定子槽，所述定子槽延伸至所述非晶合金定子铁心两端的端面处，定子槽口设置有与所述定子槽配合的异形槽楔，所述异形槽楔远离所述定子轴侧设置，所述异形槽楔与所述定子槽之间形成安装孔，所述安装孔中设置有内定子绕组；所述永磁磁极采用Halbach阵列和组合磁极经过优化而成；所述永磁磁极包括四个所述组合磁极，每个所述组合磁极包括两个对称的两边磁钢和一个中间磁钢，两个所述两边磁钢分别安装在所述中间磁钢的两边，两个所述组合磁极之间的两个所述两边磁钢接触，所述两边磁钢的最大磁能积相同，所述中间磁钢的最大磁能积比所述两边磁钢的大，所述永磁磁极的磁钢厚度、空间角度、充磁角和矫顽力均经过优化得到，优化目标为在气隙基波磁密幅值满足要求的前提下，使得气隙磁密的谐波畸变率最小；所述两边磁钢和中间磁钢的材料均为钕铁硼磁钢；所述非晶合金定子铁心由铁基非晶合金带材经过叠压、线切割而成，所述定子槽的数量为24；所述异形槽楔的截面为异形结构，所述异形结构截面的中部为等腰的梯形，所述梯形的上部有与所述梯形下底配合的第一长方形，所述梯形的下部有与所述梯形上底配合且凸起的第二长方形，所述异形槽楔在电机轴向长度方向上的长度L比非晶合金定子铁心轴向长度长6~10mm；所述异形槽楔的一端设置有用于方便所述异形槽楔插入到非晶合金定子铁心中的斜面，所述斜面由所述第一长方形向所述第二长方形侧倾斜，所述斜面的倾斜角度为44~46°；在所述异形槽楔的长度方向上，所述异形槽楔上设置斜面端设置有L2段，所述L2段的所述第二长方形凸起的高度H1比定子槽口高度h01高出0.15mm，所述第二长方形上靠近所述L2段侧设置有L3段，所述L3段凸起的高度H2等于定子槽口高h01，所述第二长方形上靠近所述L3段侧设置有L4段，所述L4段凸起的高度等于H1，所述第二长方形上靠近所述L4段侧设置有L3段，所述L4与所述L3交替出现，交替出现到所述异形槽楔的另一端；所述异形槽楔的另一端设置有L5段，所述L5段凸起的高度等于H1；所述L2段和所述L5段的长度均为异形槽楔长度L的110~16。

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